Фиксация изображения цифровым аэрофотоаппаратом

Для регистрации изображения используется электронно-оптический преобразователь, а для хранения - флэш-память.

Электронно-оптический преобразователь (ЭОП) - прибор, преобразующий световой поток в электрический сигнал. Характеризуется разрешением - количеством точек по вертикали и горизонтали, а также соотношением сигнал/шум.

Флэш-память - энергонезависимая память, сохраняющая информацию после выключения питания. Характеризуется форм-фактором, емкостью (в мегабайтах), скоростью доступа и напряжением питания.

В качестве ЭОП используются два типа устройств - ПЗС-матрицы (матрицы приборов с зарядовой связью) и КМОП-матрицы. Чаще в цифровых фотокамерах используются ПЗС-матрицы.

ПЗС, прибор с зарядовой связью, - устройство, накапливающее электронный заряд при попадании на него светового потока. Уровень заряда зависит от интенсивности и продолжительности освещения. В англоязычной литературе используется определение CCD (Couple-Charged Device).

По конструкции данные устройства примерно похожи на используемые в видеокамерах матрицы, основное различие заключается в разрешении. Эта же характеристика является одной из основных при описании цифровой фотокамеры, именно дороговизна ПЗС-матриц с большим количеством элементов сдерживала развитие цифровой фотографии.

Цифровая камера непрерывно получает изображение с матрицы и отображает его на мониторе камеры. Если затвор закрыть, изображения на мониторе станет не видно. А вот после съёмки кадра с большим разрешением затвор закрывается на доли секунд - время, требуемое для полного копирования информации с матрицы в память фотоаппарата.

Рис 2.4 Принцип фиксации изображения матрицей

Сразу за линзами объектива может быть расположен инфракрасный фильтр, препятствующий прохождению инфракрасных лучей на светочувствительную матрицу чувствительную к таким лучам. Наше зрение не позволяют увидеть инфракрасные лучи, а значит не должен их видеть и цифровой фотоаппарат. Иначе изображение, полученное при помощи подобной камеры будет отличаться от видимого нами, а подобное несоответствие мы воспримем как недостаток камеры.

Далее по ходу лучей света располагается светочувствительная матрица фотоаппарата - чип, верхняя часть которого выполнена из стекла. Под защитным стеклом находится светочувствительная поверхность матрицы. Именно характеристики матрицы в значительной степени определяют качество снимков, сказываются они и на цене камеры. Поверхность матрицы усеяна множеством мельчайших светочувствительных ячеек. Свет, падая на поверхность ячеек, создаёт в глубине каждой из них электрический заряд. Если света подействовало много - заряд большой, мало света, и заряд естественно не велик. После съёмки образовавшиеся заряды переносятся в аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Здесь происходит их оцифровка, преобразование в цифровой вид. Большим зарядам присваиваются большие числа, а небольшим - маленькие. Если заряд в ячейке отсутствует, ему присваивается значение 0, а вот максимальное значение зависит от разрядности (битности) АЦП. У большинства камер это значение соответствует 255 (8 бит на канал).

Оцифрованная информация попадает в оперативную память камеры (ОЗУ). Это микросхема, способная хранить информацию только при наличии электрического питания. Если камера внезапно выключится, вся информация (будущий снимок) пропадёт. Снимок находится в ОЗУ всего лишь доли секунды. Здесь происходит его цифровая обработка - улучшается тоно - и цветопередача, корректируется резкость, яркость и контрастность изображения. Используемые на этой стадии алгоритмы обработки являются достоянием фирм-производителей фототехники. Не секрет, что в цифровых камерах разных фирм могут использоваться одинаковые светочувствительные матрицы, а количество полученного изображения будет существенно отличаться, причина этого кроется именно в различной цифровой обработке полученного сигнала.

Преобразованный в соответствии с фирменными разработками производителей и установками камеры снимок переносится в энергонезависимую память фотоаппарата или на карту памяти. Управляет всеми перемещениями и преобразованиями снимка в камере центральный процессор или, как принято говорить, чипсет. Ведь это не только процессор, здесь же находятся и другие аппаратные средства, управляющие камерой.

Одним из главных элементов в видеокамерах и цифровых фотоаппаратов является устройства, отвечающие за преобразования света в электрический сигнал. В настоящие время для этого применяются КМОП - секторы и приборы с зарядовой связью (ПЗС).

Зарядовая связь - это передача заряда от одного МОП - конденсатора другому, расположенных на одной кремниевой подложке.

МОП - конденсатор образован структурой металл - окисел - полупроводник, откуда и его название. Предположим, у нас как C1, C2, C3 (илл.1). Все они имеют одну общую обкладку в идее пластины кремния, которая называется подложкой.

Прочтите также:

Помехоустойчивое кодирование
Для помехоустойчивых блочных неравномерных кодов Nп>М. Это значит, что для передачи знаков сообщения используют лишь часть возможных последовательностей, составленных из m-ичных симв ...

Разработка схемы программируемого делителя частоты
Электроника представляет собой бурно развивающуюся отрасль науки и техники. Она изучает физические основы и практическое применение различных электронных приборов. Часто при испол ...

Разработка термометра-термостата на интегральном датчике температур DS18B20 и микроконтроллере PIC16F84
Необходимо разработать термометр-термостат на интегральном датчике температур DS18B20, и микроконтроллере PIC16F84. Данное устройство предназначено для измерения температуры и вывода ее ...

Основные разделы

2019 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru